Способ испытаний на ресурс агрегата Советский патент 1981 года по МПК F04B51/00 

t

Изобретение относится к машиностроению, в частности к способам испытаний на ресурс агрегата.

Известны способы испытаний на ресурс агрегата, преимущестренно турбонасоса топливной системы летательного аппарата, путем сообщения повышенной скорости рабочему органу турбины и увеличения нагрузки на последний, а также поддержания температуры рабочего тела, превышающей номинальную, и определения ресурса агрегата по элементам, наиболее подверженным разрушению

1.

Однако известные способы испытаний не позволяют обеспечить пропорциональное нагружение на все узлы агрегата, в связи с чем для правильной оценки их технического состояния требуются дополнительные видь: испытаний, что удлиняет сроки последних.

Цель изобретения - сокрамение продолжительности испытаний путем комплексного ужесточения воздействующих факторов и достижения одинакового времени наработки элементов.

Поставленная цель достигается тем, что увеличение нагрузки ofiecпечивают путем повышения давления рабочего тела на входе в турбину, увеличения перепада давления, устанавливаемого на турбине, в диапазоне отношения окружной скорости к скорости, соответствующей ащиабатическому теплоперепаду иа турбине, равном О - 0,15, и поддержания постоянной производительности насоoса с созданием максимально возможного напора, причем температуру рабочего тела поддерживают в диапазоне 1,15 - 1,20 рабочей температуры, а скорость рабочего органа

5 турбины устанавливают в диапазоне

2Л (300 ) ..)

где РЬХТ давление рабочего 0 тела на входе в турбину в

кгс/см2; TL - перепёщ давления, срабатываемый на турбине.

Способ испытаний на ресурс тур бонасоса топливной системы ,летател1 5 кого аппарата осуществляют следующим образом.

Сообщают повышенную скорость рабочему органу турбины, увеличивают нагрузку на последний при одновременном поддержании температуры

рабочего тела, превышающей номинальную, и |рпределяют: ресурс турбонасоса по элементам, наиболее подверженным раэрушению. При этом такими элементами являются подшипники, рабочие и сопловые лопатки турбины, рабочее колесо насоса, силовые детали, например диски турбины, корпуса, валы и т.п., резинотехнические детали и yплoтнeнияJ

Увеличение нагрузки обеспечивают повышением давления воздуха на входе в турбину и перепада давления через турбину, вследствие чего изменяются действующие нагрузки и число циклов ;нагруженийна; подшипники качения,, рабочие и сопловые лопатки турбины, диски турбины и рабочее колесо насоса, уплотнения и валы и т.п. Осевая сила (нагрузка), воздействующая на подшипники агрегата на любом из режимов испытаний, зависит от Епраметров турбины и насоса.

Определение параметров турбины и насоса на режимах испытаний производят при следующих условиях: мощность турбины на валу равна мощности, потребляемой насосной частью агрегата;

в связи с тем, что при постоянно скорости вращения КПД рабочего колеса насоса (осевого) меняется пропорционально изменению расхода, мощность, потребляемая турбрприводными насосами в диапазоне коэффициентов быстроходности (Hg) 260 - 400, не зависит от расхода (производительности) , а с изменением скорости вращения вала меняется в соответствии с.формулами, пересчета по законам моделирования гидравлических насосов (подобия) пропорционально третьей степени скорости вращения; зависимость КПД турбины от характеристического отношения , где и - окружная скорость на рабочем колесе турбины, а С ад скорость, соответствующая адиабатическому теплоперепаду на турбине, в диапазоне величин и|/Сзд О 1,15 является прямолинейной.

С учетом указанных условий скорость вращения турбины или насоса на расчетных эквивалентных режимах определяют по зависимости

п ; аг-к- |р(1-,{фгь)

(1)

скорость вращения турде п

г.н бины (насоса);

К коэЛфиЦиент пропорциональности, характеризующийся температурой воздуха и топлива, производительностью насоса и конструктивными параметрами насоса и турбины; давление рабочего тела

на входе в турбину в кгс/см ; т. перепад на турбине. Из формулы (1) следует, что основное влияние, на скорость вращения турбины оказывает параметр

« ..,..(

и мало завиви скорость, от коэффициента пропорциональности К, значение которого, в основном, определяется производительностью насоса и находится в пределах К 3000 - 3600.

Используя линейную зависимость скорости вращения турбины от выраf..x( -ржения

деляемого параметрами воздуха, при изменении производительности насоса в широком диапазоне производят пересчет на эквивалентные ускорен ные режимы испытаний.

При новой частоте вращения тур-; бины нагрузка на подшипники турбонасосного агоегата возрастает пропорционально перепаду статического давления рабочей жидкости на насосе (дРй.) , который в то же время изменяется по законам моделирования (подобия) насосов пропорционально

5 квадрату изменения оборотов

/ )№П

(2) Ч Л п- ,.,

где R.J , И, и л Р I - соответственно нагрузка, скорость вращения турбины и перепад давления на насосе на произвольном режиме;

Рц и - соответст венно нагрузка, скорость вращения турбины и перепад давления на насосе на ускоренном режиме.

При этом эквивалентное время работы подшипника на ускоренном режиме, вызывающее равную степень 5 повреждаемости подшипника, как при